사이언스지 게재, 나노로봇과 스마트 물질 등 사업성 커
[미디어SR 권혁주 기자] 분자 간 화학반응 시 열에너지만이 생긴다는 기존 상식을 뒤엎고, 운동에너지도 생성된다는 연구 결과가 나왔다. 해당 연구 결과는 초소형 로봇 개발에 활용될 수 있어 경제적 가치가 상당한 것으로 드러났다.
과학기술정보통신부(이하 과기부)가 기초과학연구원(이하 IBS)의 최신 연구 결과가 세계 최고 권위 학술지 사이언스지(Science, IF 41.845)에 7월 31일 게재됐다고 밝혔다.
기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질 연구단은 분자 간 화학반응 시 일어나는 분자의 움직임을 분석하여 화학반응 에너지가 기계적 에너지로 전환됨을 밝혀냈다.
일반적인 화학반응에서 발생하는 에너지가 열로 모두 방출된다는 과학적 상식과는 다른 결과다.
분자는 화학반응을 할 때 원자들 사이의 기존 결합을 끊고 새 결합을 형성하면서 다른 물질로 바뀐다. 이 때 발생하는 반응에너지는 국소적인 열 형태로 발산되어 사라지고, 분자 움직임에는 영향을 주지 않는다는 것이 기존의 설명이었다.
IBS 연구진은 이번 연구에서 화학반응 시 분자의 확산이 거시적으로 증가하는 것을 발견하고, 이를 통해 화학반응 뒤에 분자가 추진력을 얻어서 확산이 빨라지는 것을 밝혔다.
연구진이 핵자기공명으로 화학반응을 관측한 결과 분자의 확산 속도가 기존 열 방출 이론을 통해서는 되지 않음을 확인했다.
IBS 연구원은 미디어SR에 “통상적으로 화학반응 시 열이 발생하면, 그로 인해 분자의 움직임이 빨라진다고 생각을 했었는데 실험 결과 열은 아주 조금 발생했다”며 “그래서 분자들의 빨라진 움직임은 열에 의한 효과가 아니라고 해석했다”고 연구 경위를 설명했다.
연구원은 또한 “해당 실험 결과는 여러 조건에서 공통으로 얻어진 것”이라며 “특수한 조건을 충족했을 때만이 아니라 일반적인 화학반응에 적용될 수도 있는 연구 결과다”라고 밝혔다.
IBS 첨단연성물질 연구단 스티브 그래닉 단장은 “이번 실험에서 확인한 반응은 플라스틱 생산과 의생명공학 등에 일반적으로 쓰이는데, 여기서 분자 움직임을 조절하는 것은 경제적으로 큰 가치가 있다”고 실험의 의의를 설명했다.
과기부는 "이번 연구는 화학반응의 에너지를 기계적 동력으로 이용할 수 있는 가능성을 제시해, 미래 나노로봇과 스마트 물질 등에 근본적으로 기여할 수 있다"고 말했다.